新工科背景下面向能力和需求双目标的Java 开发课程群建设与实践

李小智，丁长松，刘 伟，胡 为，陈兴华

（湖南中医药大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410208）

0 引 言

课程群是指为完善学生素质结构，围绕同一学科内具有逻辑联系的若干课程，在知识、方法、问题等方面，进行重新规划、整合构建而形成的有机课程系统，是深化课程改革、优化课程设计的一种有效途径[3]。近两年，由于新工科建设的推进，课程群建设已成为高校教学改革的热点问题。

1 Java开发课程群建设的必要性

据IDC 统计，在所有的计算机行业人才需求中，对Java 工程师的需求曾达到全部需求量的50%以上。受人才市场需求的影响，很多地方应用型本科院校将Java 开发作为软件人才培养的主要方向，但教学效果不尽如人意，培养的毕业生难以满足企业用人的要求，分析原因主要有以下3方面，同时也说明建设Java 开发课程群的必要性。

1）课程本位思想依然存在，课程内容需要整合优化。

各高校计算机相关专业培养方案都设置了比较完善的课程体系，各门课程有相应的教学大纲和教学计划，但都是以课程为单位进行设置，教学过程中任课教师关注的也是本课程的教学目标是否完成，缺乏课程群理念，教学上各自为政。由于课程之间衔接不够，不同课程的相似知识点缺少整合优化，导致知识点重复讲授，不利于维持学生的学习兴趣，教学效率不高[4-5]。

2）传统教学方法与课程特征不能很好地契合，需要探索新的教学方法。

软件开发类课程是实践性很强的课程，很多高校教师仍然采用传统教学模式，只注重理论知识的传授，没有将课程特征与实际问题相结合，学生听课的积极性不高，教学效果不理想。传统教学方法以教师为中心，教学过程中学生被动接受知识，缺乏独立的思考能力和创新意识。软件开发相关技术更新迭代快，需要学生课内学习课外拓展，传统教学模式缺乏对学生在软件领域新思想、新技术方面的引导，教学不能与岗位需求对接，学生毕业找工作备感压力。

3）实践教学缺乏整体设计，教学内容和模式需要系统规划。

有曲调必有创作法，昆曲的过腔就是以本唱调音阶级音和剧种主调为音乐材料，运用“过腔创作法”创作而来的。事实是否如此？仅以昆曲南曲（以下简称“昆南”）为例。囿于篇幅，按“平、上、去、入”顺序，各举一例。

实践教学缺乏目标性和针对性，实践课程内容陈旧，所用技术和工具明显落后于行业现状，学生毕业后走上工作岗位很难适应工作环境。基于课程的实践教学模式封闭落后，不同课程的实践环节缺乏衔接，没有打通课程界限，学生不能自如运用所学知识解决实际问题。

2 面向能力和需求双目标的Java开发课程群建设思路

Java 开发课程群建设要实现两个价值目标：培养学生能力和满足岗位需求。能力的培养是考虑学生的全面发展，满足岗位需求是要解决学生毕业后就业问题。面向双目标的Java 开发课程群建设遵循反向设计、正向实施的原则[6]，具体步骤分为两个阶段，见图1。

1）反向设计阶段。

图1 面向能力和需求双目标的Java 开发课程群设计和实施流程

从能力培养和岗位需求出发，制订专业培养目标，明确软件开发相关的毕业要求，以此确定课程群的总体目标；根据课程群的总体目标，确定需要开设的具体课程，厘清课程之间的关系，形成科学合理的课程体系；将课程群的总体目标自顶向下分解到各门课程中，形成每门课程的教学目标，深入研究各门课程在培养目标中的作用，合理确定各门课程的教学内容和学时，制订教学计划；在整合优化课程内容时做到知识点不重复、不遗漏、不脱节。

2）正向实施阶段。

根据各门课程的教学目标，教学团队开展教学研讨，确定教学方法；任课教师负责课程教学的具体实施；为检验是否达到总体目标，进行质量评估，并且不断总结，积累经验；学生成绩合格达到毕业要求，接受社会的检验，应聘上岗，满足企业用人需求。其中课程教学是课程群建设能否取得成效的关键环节，教学过程要克服课程本位思想，注重课程之间的衔接和融合，避免“形合神不合”情况出现。实践类课程整体设计，贯穿四年本科阶段，逐步提高学生的专业能力和职业能力，毕业生和用人单位反馈是衡量人才培养质量的重要指标。

3 课程群建设具体措施

3.1 组建优秀的教学团队

课程群的课程建设、教学组织实施需要参与教师的团队合作，一支成熟的教学团体是课程群建设的关键因素。课程群的负责人由具有丰富教学经验和有影响力的教师来担任，课程群负责人对课程体系有深入了解，具有协调各方面资源解决问题的能力，掌握整个团队发展的方向。应吸引教学能力强并且愿意教研投入教师作为团队的主干力量；配置一定比例的实验员，保障实验室的软硬环境满足教学要求。吸引企业有开发经验的软件工程师作为外聘讲师，不仅可以弥补高校教师开发经验上的短板，同时可以带来最新的行业动态和前沿技术，使教学更贴近行业需求。重视青年教师在课程群建设中的生力军作用，加强青年教师的培养，实施青年教师导师制，由学院指派教学经验丰富的优秀教师担任青年教师的导师，充分发挥传、帮、带作用，一对一进行指导和培养，使其尽快成长起来，达到教学要求。定期外派青年教师参加业务培训和相关教学研讨会议，提升技能，拓宽视野。

3.2 构建“1+2+3”Java 开发课程群

软件开发课程群的总体目标是培养学生具备良好的分析问题能力及软件设计与开发能力，针对复杂工程问题能够提出可行的解决方案，并且具有良好的职业能力。为了实现这一目标，构建以Java 技术为主线的软件开发课程群，包括C语言程序设计、数据结构、Java 语言程序设计、数据库原理、Web 技术应用、算法分析与设计、Java EE 应用开发、移动应用开发等课程以及课程设计、工程实训、企业实习等实践类课程，构成“编程语言—基础理论—应用开发技术—综合能力”有机衔接的Java 开发课程群[7]。课程群的课程设置、能力培养、岗位需求对应关系见图2。

图2 面向能力和需求的课程设置

“1+2+3”Java 开发课程群，即1 个中心，以学生为中心；2 个目标，课程群面向能力培养和岗位需求双目标；3 个层次，课程群分为基础类课程、技术类课程、实践类课程3 个层次。课程群中各门课程都有不同定位，统筹制订教学大纲，教学目标相互支撑，能力培养层层递进。C语言和Java 语言两门计算机语言课程是前导后续关系，开设两门具有代表性的计算机语言课程，掌握两种不同类型语言的特点和学习方法，有利于学生自主拓展学习其他编程语言。与基础类课程内容相对稳定不同，技术类课程要紧跟技术发展的步伐，要能把新技术、新工具引入课程，使得课程教学有效对接岗位需求，教学目标与岗位技能基本保持一致，体现课程群的灵活性和开放性。技术类课程教学目标与岗位对接关系，见表1。实践类课程目标是培养学生的综合实践能力，也是提升职业能力的重要环节。

3.3 改革课程群的教学方式

1）并用多种教学方法，因课施教保证教学质量。

根据Java 开发课程群的特点，为实现课程群的总体目标，努力做到3 个转变：教学理念应从知识传授转变为能力培养，教学特点以教师为主体转变为以学生为中心，教学方式应从封闭课堂转变为开放课堂。课程教学针对不同的教学内容，采用不同的教学方法，具体采用教学方法有：①线上线下混合式教学，智慧树是与我校签约的在线教育平台，教师可以利用该平台开展翻转课堂教学，课前教师发布教学资源，学生自主学习，教师通过平台掌握学习进度，督促学生按进度学习，线下课堂面授、组织讨论、提问答疑等，该方法适合数据结构、算法分析与设计等理论类课程教学；②拓展教学，根据教师引导学生课外自主学习教材以外的新知识、新技术，教师提供学习资源、检查学习效果，该方法适合于技术类课程；③问题驱动教学，该教学方法通过设计问题，问题源于教材又高于教材，要求学生查询相关资料求解问题，培养学生的学习和解决问题的能力，启发学生就特定的问题发表自己的见解，鼓励和引导学生通过总结得出结论，该方法在课程教学中普遍适用。

表1 技术类课程教学目标和岗位对接关系

2）探索“三位一体”实践教学模式，通过“请进来，走出去”提高实践教学效果。

经过多年的探索和积累，以“精化理论课、强化实训课、参与企业项目”为教学理念，实践教学环节已从单一的课程实验发展为“三位一体”的实践课程教学模式，即校内前期培养、校企合作培养、校企联合培养。

校内前期培养通过课程实验和课程设计来完成。课程实验基于“理论+实验”方式，是针对某一课程知识点设计的验证型实验。课程设计采用 “课程+案例+项目”方式，教师精心设计案例，将课程知识融入到案例中，案例包含文档资料、数据、源代码等，采用完全自主学习的方式。案例为项目“打样”，要求学生参考案例，分小组完成一个项目的开发，案例与项目既相似又有区别，培养学生的知识迁移能力和创新能力，使学生具备相应的软件开发的能力。

校企合作培养通过工程实训来完成，以“课程群+项目”方式促进课程深度融合，打通课程之间的界限。课程群教学团队与合作企业交流沟通，明确培养目标，确定项目内容，基于项目驱动方式培养学生综合应用能力。聘请企业有经验的软件工程师负责工程实训的具体实施，使用当前主流的开发工具和软件技术。为了取得更好的实训效果，可以安排在期末考试后的一周时间，集中在专业实验室进行全天封闭式集训，让学生提前感受工作氛围，掌握规范的软件开发流程，提升软件开发能力，培养团队协作、沟通表达等软技能。校企合作能够很好地解决高校教师工程实践能力不足的问题。2019 年春秋两个学期，学院计算机科学与技术专业2019 级、2018 级、2017 级3 个年级工程实训安排见表2。

学校与东华软件股份公司合作建立了省级校企联合培养人才示范基地，为学生实习和就业提供了良好的平台。

3）采用课内与课外相结合，全面提升综合能力。

鼓励学生参加各类各级学科竞赛，运用所学知识解决实际问题。学院要求学生在本科四年都要有参赛经历，院级比赛人人参与，选拔优秀学生组队代表学校参加省级、国家级的学科竞赛，包括湖南省大学生计算机程序设计竞赛、全国蓝桥杯软件和信息技术专业人才大赛、中国大学生服务外包创新创业大赛、全国中医药院校大学生程序设计竞赛等，举办“职业生涯规划大赛”引导就业方向，提高职业素养。

表2 2019 年春秋两学期工程实训安排

4 课程群建设成效

以学生为中心的课程群建设，整合课程资源形成教学合力，教学效果显著，学生专业能力得到稳步提高，专业自信不断增强。学校教务网评教数据显示，2019 年Java 开发课程群设置的课程总体平均分在95 分以上，得到了学生认可。近4年组织和指导学生参加各项学科竞赛活动，获得国家级及省部级学科竞赛奖项80 多项，荣获国家级和省部级一等奖10 余项。学生综合素质不断提高，多名学生获得国家奖学金和国家励志奖学金等国家级奖项和荣誉；近几年学院的毕业生就业率和就业质量保持在较高水平，毕业生得到用人单位的好评，2018 年毕业生就业率为97.06%，2019 年毕业生就业率为95.70%，每年都有学生就职于百度、腾讯、深信服等知名企业。

5 结 语

基于面向能力和需求双目标的Java 开发课程群建设，在取得一定成效的基础上，后续工作还须从以下几方面着手：课程群建设的主体是教师，对教师专业知识水平和创新整合能力提出了很高的要求，推进课程群建设必须要更加重视教师的素养提升问题；科学合理评价课程教学质量，进一步研究课程教学与工程教育认证毕业要求达成度问题；及时了解行业动态、准确掌握行业需求，能够动态调整课程的教学目标和内容，才能保证课程群持续有效的开展。